Способ очистки сточной воды от меди

Способ очистки сточной воды от меди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (>)939400

{61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 18.06. 79 (21) 2782493/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 300682. Бюллетень ¹24

Дата опубликования описания 30.06. 82 (ф }М Кп 3

С 02 F 1/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 628.543. 2 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Голубев, Б. А. Пурин, Н. Т. Ванага, Е. В. Засорина и Э. Н. Шлома ("

Институт неорганической химии АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНОЙ ВОДЫ ОТ МЕДИ

Изобретение относится к электродиализной очистке сточной воды и может быть использовано в процессах очистки промышленных вод от примесей меди, 5 а также в гидрометаллургии цветных металлов.

Известен способ очистки сточной воды, содержащей Си согласно которому сточную воду пропускают через катионо- и анионообменную смолу, а затем извлекают из низ медь комплексообразующими агентами (1).

Недостатками способа являются его многостадийность, низкая степень очистки и значительный расход реактивов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки сточной воды от меди электродиализам с использо>ванием ионселективной мембраны (2).

Однако извлечение меди по этому способу осуществляется не полностью (>>32%) из-за низкой избирательной селективности по отношению к ионам меди используемых твердых мембран.

Цель изобретения — увеличение сте- 25 пени очистки воды от меди.

Поставленная цель достигается тем, что электродиализ ведут при плотности тока 5,0-50 мА/см, а в качестве мембраны используют раствор алифатичес- 30 ких карбоновьпс кислот фракции С -С и моноалкиламина фракции С -С7 в толусле при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Алифатические карбоновые кислоты фракции

С5 С9 О, 25-1,75

Моноалкиламин фракции C4 — C7 0,25-0,75

Толуол До1л

Состав жидкой мембраны и интервал плотностей тока электродиализа выбраны исходя из данных по огтимизации процессов очистки сточной воды от меди методом математического планирования эксперимента исходя из факта, что очистка стока от меди должна проходить быстро и на 95-100в для достижения в стоке предельно допустимой концентрации меди (менее

0,1 мг/л), т.е. достижения необходимого .экологического эффекта.

Уменьшение концентрации алифатических карбоновых кислот и моноалкиламина в жидкой мембране ниже

0,25 моль/л приводит к резкому снижению ионной емкости мембраны по отношению к меди, что приводит к снижению производительности процесса электродиализа. Верхние же концент939400 рации этих компонентов в жидкой мембране 1,75 моль/л для карбоновых кислот и 0,75 моль/л для моноалкиламина обусловлены пределом их растворимости в инертном растворителе мембраны. Увеличение плотности тока 5 процесса электродиали за выше

50 мА/см приводит к снижению селективности процесса и уменьшению выхода по току для извлекаемого компонента. Уменьшение же плотности тока 10 ниже 5 MA/ñì приводит к увеличению времени электродиализа для достижения необходимой степени очистки сточной воды.

На чертеже представлен электродиализатор для осуществления очистки.

Способ осуществляется следующим образом.

В камеру 1 помещают исходный раствор сточной воды, в камеру 2 заливают жидкую мембрану, ограниченную с двух сторон полупроницаемыми перегородками 4, в камеру 3 помещают водный раствор реэкстрагента определенного состава. B камеРы 1 и 3 помещают электроды для наложения постоянного электрического поля, в качестве электродов 5 используют платиниронанный титан.

Электрохимическую обработку ведут при плотности тока в расчете на зо поверхность жидкой мембраны 150 MA/см при напряжении 10-350 В.

Пример 1. 0,1 л раствора сточной воды со стадии производства

О-хлортолуола, содержащего, г/л: 35

CuSOy 1,38, ИаСХ. 6,92, Иа 804 196,5;

Н SO 16, 55, NaHSOy 48, б помещают в камеру 1 электродиализатора, в камеру 2 заливают жидкую мембрану состава: О, 25 моль/л алифатических карбо- 4() новых кислот фракции С вЂ” С9, 0,75 моль/г моноалкиламина фракции

C4-C в толуоле, в камеру 3 заливают

0,1-0,5 моль/л раствор серной кислоты. После 1 ч электродиализа с плот- 45 ностью тока 15 мА/cM в камере 1 обнаружены следы меди.

Пример 2. 0,1 л сточной воды со стадии производства П -хлортолуола, содержащего, г/л: CuCL 1,97, NaCL. 6,85, HCL 3,15, помещают в камеру 1 электродиализатора, в камеру

2 заливают жидкую мембрану состава:

0,25 моль/л алифатических карбоновых кислот фракции С -С9, 0,75 моль/л моноалкиламина Фракции С4-С в толу-. 55 оле,в камеру 3 заливают 0,1-1,5 моль/л раствор ИН4С1 с рН 1-2. После 1 ч электродиализа с плотностью тока

15 мА/см -.достигается 100% извлечение меди из промстока. 60

Пример 3. 0,1 л сточной воды от производства красителя кубового голубого:К., содержащего, г/л:CuSO 4 0,17, H SO4 84, Na SO4 1,85, HNOy 0,17, NaBr 0,42, помещают в камеру 1 электродиализатора, Н камеру 2 заливают жидкую мембрану состава: 0,25 моль/л алифатических карбоновых кислот фракции С -С9, 0,25 моль/л моноалкиламина фракции С -С„ в толуоле, в камеру

3 помещают 0,1 моль/л раствор серной кислоты. После 1 ч электролиза н камере 1 обнаружены следы меди.

Пример 4. 0,1 л сточной воды от производства красителя активного фиолетового 3-17, ссдержащего, г/л:

CuSO4 14,5, КС1 012, Иа ЯО4 5,1, Н SO4 96, заливают н камеру 1 электродиализатора, в камеру 2 заливают жидкую мембрану состава: 1,75 моль/л алифатических карбоновых кислот фракции С -C9, 0,75 моль/л моноалкиламина фракции С -С в толуоле, в камеру

3 заливают 1,5 моль/л раствор серной кислоты. После 1 ч электродиалиэа при плотности тока 35 мА/см 2.достигается извлечение меди из промстока на 100%.

Пример 5. 0,1 л сточной воды производства красителя активного фиолетового 3-7 подвергают обработке с жидкой мембраной согласно примеру 4 при плотности тока 60 мА/см .

Извлечение меди из промстока за 1 ч проходит на 76 %.

Пример б. Проводят процесс аналогично примеру 1, но с плотностью тока 3 мА/см . Извлечение меди из промстока за 1 ч проходит на 74%.

Дяя. очистки локальных сточных нод анилино-красочной промышленности от меди испробован и процесс электродиали за с твердыми ионообмен ными мембранами. Однако этот метод эффективен только при обработке сточными вод, содержащих 2,5-1,5 г/л солей, при этом остаточная концентрация токсичных компонентов достигается не ниже

0,5 г/л, что значительно выше предель-. но допустимых концентраций меди.

Эффективность использования селективной жидкой мембраны для очистки сточных вод от меди иллюстрируется данными таблицы (параметры процесса см. пример 4), Продолжитель- Изнлеченость время ние мепроцесса, ч ди, Ъ

Остаточная концентрация меди н стоке, г/л

100

Следы (прототип) 31,4

10,8

Кроме того, используя процесс с жидкой мембраной, получают эффект эа счет возвращения извлекаемого компонента в виде соли хлористой или сернокислотной меди в начальную стадию технологической схемы получения красителейй.

939400

Формула изобретения

Составитель b. Вогдановская

Техред А. Ач Корректор У. Пономаренко

Редактор Ю. Ковач

Заказ 4580/33

Тираж 981 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПНП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает 100%-ное извлечение меди из промстоков в ходе одностадийного процесса электродиализа, существенно повышает степень очистки и снижает стоимость очистки (по затратам 5 электроэнергии себестоимость удаления 1 г меди.из промстока составляет 0,117 коп).

Способ очистки сточной воды от меди электродиализом с использованием ионселективной мембраны, о т л и ч а-)5 ю шийся тем, что с целью увеличения степени очистки, электродиализ ведут при плотности тока 5,0-50 мА/см а в качестве мембраны используют раствор алифатических карбоновых кислот фракции С -Су и моноалкилами5 на Фракции С -С в толуоле при следующем соотношении компонентов, моль/л:

Алифатические карбоновые кислоты фракции С вЂ” С9 0,25-1,75

Моноалкиламин фракции C С. О, 25-0,75

Толу ол До1л

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

Патент йпонии te 52-88548, кл. В 01 D 13/02, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 580241, кл. В 01 D 13/02, 1976 (прототип).